تجزیه و تحلیل دلایل ترک خوردگی سطحی غلطک های بلبرینگ راه آهن

چکیده های سطح روی غلطک های بلبرینگ راه آهن با استفاده از روش هایی مانند بازرسی ذرات مغناطیسی ، شستشوی اسید سرد و معاینه متالوگرافی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که سوختگی های فرونشست ثانویه تولید شده در طی فرآیند تولید غلتک ، علت اصلی ترک خوردگی در سطح نورد غلطک ها است. با انجام اقداماتی مانند کاهش کمک هزینه سنگ زنی صورت انتهای غلتکی ، افزایش کمک هزینه سنگ زنی قطر بیرونی و تقویت مدیریت آستین ، سوختگی ناشی از خاموش شدن ثانویه از بین رفته است.

کلمات کلیدی: یاتاقان های راه آهن ؛ غلتک سنگ زنی سوختن ترک

در طول نگهداری طبیعی NJ (P) 3226X1 بلبرینگ اتومبیل مسافرتی راه آهن پس از یک دوره نگهداری ، بازرسی ذرات مغناطیسی یک یا چند ترک را نشان داد که تقریباً در امتداد جهت محوری در سطح نورد غلتک های جداگانه توزیع شده است. ماده غلتکی GCR15 است و طولانی ترین نصب و استفاده از زمان غلتک 18 ماه است. حداکثر مسافت پیموده شده اتوبوس به 700000 کیلومتر رسیده است. متن زیر تجزیه و تحلیل مفصلی از چهار نمونه غلتک ترک خورده را ارائه می دهد.

1. بازرسی و تجزیه و تحلیل

1.1 مشاهده مورفولوژی ماکروسکوپی

مشاهده ماکروسکوپی و بازرسی ذرات مغناطیسی بر روی مورفولوژی ترک غلتک ها در 4 نمونه (شماره 1 # تا 4 #) انجام شد و هیچ نوع آسیب دیگری در سطوح نورد آنها و چهره های انتهایی به جز ترک ها یافت نشد. مورفولوژی ترک غلتک 1 # تا 4 # در شکل 1 نشان داده شده است ، که در میان آنها 10 ترک با طول 4. {8} mm mm در غلتک 1 # مشاهده شد. چهار ترک با طول 4-9 5 میلی متر در غلتک 2 مشاهده شد. در مجموع 11 ترک با طول 3 تا 20 میلی متر در غلتک 3 مشاهده شد. دو ترک با طول 40 و 45 میلی متر در غلتک 4 مشاهده شد.

1.2 بازرسی روتین پروژه

ترکیب شیمیایی ، سختی ، اجزاء ، و ساختارهای خاموش و معتدل چهار غلتک ، مطابق با TB\/T 3010-2001}} "شرایط فنی برای سفارش فولاد بلبرینگ کربن بالا برای یاتاقان های نورد راه آهن" ، JB\/T {1}}} "شرایط فنی TB ROLLING THRATION THRATION CARBORING CARBORING CORBARING THROING CARBERNIMIOM CARBERNIMIOM THROING CARBORING CORBERNIMIOM THROING 2235-2010 "استانداردهای کنترل کیفیت برای یاتاقان های نورد راه آهن". نتایج نشان داد که مواد اولیه و کیفیت عملیات حرارتی غلطک ها در محدوده واجد شرایط قرار گرفته و الزامات استاندارد مربوطه را برآورده می کنند.

شکل 1 مورفولوژی ترک غلتک

1.3 بازرسی شستشوی اسید

چهار غلطک ترک خورده مطابق با استاندارد JB\/T {0}} در معرض شستشوی اسید سرد قرار گرفتند و مشاهده شد که چندین علامت سفید خاکستری روشن یا سفید روشن در طول جهت محیطی روی سطح نورد چهار غلتک وجود دارد. لبه های مناطق سفید روشن توسط نوارهای سیاه تیره احاطه شده بود ، و موقعیت های ترک همه در مناطق سفید خاکستری روشن یا سفید روشن بود که مورفولوژی سوختگی معمولی بودند. مورفولوژی سوختگی غلطک های 3 # و 4 # پس از شستشوی اسید توسط فلش ​​در شکل 2 و شکل 3 نشان داده شده است.

شکل 2-3 # غلتک اسید سرد شستشوی سوختگی

شکل 3 4 # غلتک اسید سرد شستشوی سوختگی

1.4 تجزیه و تحلیل شکستگی

با استفاده از یک دستگاه برش سیم ، 4 # غلتک به صورت افقی بریده شد. در حالی که از ترک اصلی در برابر آسیب محافظت می کرد ، انتهای دیگر ترک در غلتک 4 # به صورت دستی قطع شد. مورفولوژی شکستگی پس از باز کردن در شکل 4 نشان داده شده است. با مشاهده سطح شکستگی ، می توان دریافت که در هر دو طرف جعبه بیضوی پشته های شعاعی وجود دارد (مربوط به ناحیه سفید خاکستری سطح که توسط جعبه بیضوی در شکل 3 مشخص شده است) ، همانطور که توسط فلش ​​در جهت نشان داده شده در شکل نشان داده شده است. بر اساس جهت آنها ، می توان مشخص کرد که ناحیه سوخته روی سطح غلتک ، منطقه منبع ترک است.

شکل 4: شکستگی مورفولوژی شکاف غلتکی شماره 4

معاینه متالوگرافی در هر دو طرف شکاف 1.5

ناحیه سفید روشن را در امتداد دور 4 # غلتک انتخاب کنید ، آن را به صورت افقی برش داده و خرد کنید و از 4 ٪ الکل اسید نیتریک برای خوردگی آن استفاده کنید تا قبل از قرار دادن آن در زیر میکروسکوپ برای مشاهده. مشخص شد که در هر دو طرف ترک وجود ندارد. لایه روشن سفید بسیار نازک روی سطح یک ساختار مارتنزیتی مرخص شده ثانویه با عمق {2}} μ mm بود ، و ساختار درجه حرارت درجه حرارت بالا در زیر سطح تقریباً {4}} μ mm بود. هسته ماتریس یک ساختار متالوگرافی طبیعی بود. این ترک از لایه روشن سفید مارتنزیت خاموش ثانویه روی سطح شروع می شود و تا ماتریس گسترش می یابد. ساختار متالوگرافی در هر دو طرف غلتک 4 # در شکل 5 نشان داده شده است.

از نتایج بازرسی فوق ، می توان مشاهده کرد که یک یا چند ترک در سطح نورد غلتک های جداگانه در یاتاقان های راه آهن به سوختگی های فرونشست ثانویه در سطح غلتک مربوط می شود.

شکل 5: ساختار متالوگرافی در دو طرف غلتک 4 #

2. تجزیه و تحلیل علل سوختگی

2.1 بررسی و تجزیه و تحلیل استفاده از غلطک های ترک خورده

یاتاقان های راه آهن اجزای اصلی وسیله نقلیه بوگی هستند که به صورت جفت در جعبه محور نصب شده و با گریس راه آهن IV روغن کاری می شوند. آنها باید در برابر بارهای شعاعی و محوری مقاومت کنند و گسل های مشترک شامل لایه برداری سطح کار ، ترک های خستگی ، گودال و علائم خوردگی برقی است. با توجه به بروز ترک های غلتکی ، تحقیقات در محل نشان داد که به جز چند غلتک با سوختگی و ترک ، هیچ گونه ناهنجاری در ظاهر ، رنگ روان کننده و وضعیت روانکاری سایر قسمت های بلبرینگ وجود ندارد. بازرسی ذرات مغناطیسی تأیید کرد که هیچ شکافی در سطوح حلقه داخلی و بیرونی پیدا نشده است. با توجه به داده های دما ثبت شده توسط زنگ دمای محور وسیله نقلیه ، می توان دریافت که افزایش دما از بلبرینگ جعبه محور نیز طبیعی است. خوردگی سطح نورد غلتک ترک خورده با استفاده از محلول 3 ٪ الکل اسید نیتریک انجام شد و مشاهده در زیر میکروسکوپ 400X تأیید کرد که هیچ نشانه ای از خوردگی الکتریکی در سطح نورد وجود ندارد. با توجه به اینکه مورفولوژی ترک غلتک معیوب یک شکاف مستقیم طولی با طول های مختلف است ، و مکان وقوع نیز در سطح نورد است ، الگوی توزیع لایه سوختگی با آن که ناشی از فرسایش الکتریکی است متفاوت است (الگوی توزیع لایه فرسایش الکتریکی بیشتر قوس دایره ای است). بنابراین می توان این نکته را رد کرد که سوختگی و ترک خوردگی سطح نورد غلتکی در اثر روغن کاری ضعیف یا فرسایش الکتریکی در حین کار یاتاقان ایجاد می شود. بنابراین می توان نتیجه گرفت که سوختگی در سطح نورد غلتک در طی فرآیند تولید رخ داده است ، و ترک خوردگی سطح نورد غلتک ممکن است به دلیل شروع و انتشار ترک های خستگی در محل سوختگی تحت استرس تماس متناوب باشد.

2.2 مکانیسم تشکیل و ویژگی های سوختگی سنگ زنی

هنگامی که قطعات تحمل پس از عملیات حرارتی زمین هستند ، درجه حرارت بالا بر روی سطح قطعات به دلیل گرمای سنگ زنی ایجاد می شود و باعث ایجاد تغییرات موضعی در ساختار و خواص سطح می شود. این نوع نقص معمولاً به عنوان سوختگی سنگ زنی گفته می شود. سوختگی های سنگ زنی به طور کلی به دو نوع تقسیم می شوند: یکی سوختگی درجه حرارت با درجه حرارت بالا است. نوع دیگر سوختگی ثانویه است.

دامنه دما برای سوختگی درجه حرارت با درجه حرارت بالا از بالاتر از دمای درجه حرارت قسمت تا زیر دمای بحرانی AC1 انتقال فاز فولاد ، تقریباً بین 200 تا 745 درجه است. در این دما ، مارتنزیت سطحی و ساختارهای آستنیت باقیمانده تجزیه می شوند و به ساختارهای مارتنزیت یا مارتنزیت تبدیل می شوند ، که از مقاومت در برابر خوردگی اسید ضعیف برخوردار هستند و پس از شستشوی اسید سرد سیاه تیره به نظر می رسند. بنابراین ، سوختگی با درجه حرارت بالا نیز به عنوان "سوختگی سیاه" شناخته می شود.

دمای بالا فوری محلی تولید شده توسط سوختگی نوع فرونشست ثانویه بالاتر از دمای بحرانی AC1 تبدیل فولاد ، که حدود 800 درجه یا بالاتر است. ساختار مارتنزیتی سطحی تحت تحول فاز قرار می گیرد و به آستنیت تبدیل می شود ، که سپس با بریدن مایعات خنک می شود و مجدداً خاموش می شود تا یک لایه مارتنزیتیک را خاموش کند. این ساختار به راحتی توسط اسید فاسد نمی شود ، بنابراین پس از شستشوی اسید سرد ، سطح سوختگی به رنگ سفید خاکستری یا سفید روشن است و محیط اطراف آن سیاه تیره است. بنابراین ، سوختگی نوع فرونشست ثانویه نیز به عنوان "سوختگی سفید" شناخته می شود. نوع سوزاندن نوع خاموش کننده ثانویه باعث ایجاد استرس کششی قابل توجهی در سطح قطعه کار می شود که می تواند در شرایط خاصی ترک ها را القا کند. در طی فرآیند سنگ زنی ، منطقه سوختگی ثانویه خاموش مستعد ایجاد ترک های سنگ زنی تحت عمل استرس سنگ زنی است. معمولاً ترک های سنگ زنی بسیار اندک هستند و با مشاهده چشم غیر مسلح قابل تشخیص نیستند. برای شناسایی آنها باید از روش بازرسی ذرات مغناطیسی استفاده شود.

2.3 بررسی صدمات سوختگی در سطح پردازش غلتکی

سطح سنگ زنی غلتک شامل سطح قطر بیرونی و دو چهره انتهایی است. فرآیند سنگ زنی سطح قطر بیرونی از یک چرخ دستی بدون مرکز برای سنگ زنی مداوم استفاده می کند ، که به چهار فرآیند تقسیم می شود: سنگ زنی درشت ، سنگ زنی ریز ، سنگ زنی ریز و فوق العاده دقت. در مجموع 10 فرآیند سنگ زنی و فوق العاده با دقت به اتمام رسیده است. سطح قطر بیرونی غلتک با استفاده از یک چرخ دستی بدون مرکز ، با سرعت کمی خوراک و شرایط خنک کننده خوب ، پردازش می شود و به طور کلی باعث سوختگی ثانویه نمی شود. فرآیند قطر بیرونی سنگ زنی دقیق ، یک چرخ دستی کاملاً اتوماتیک CNC را اتخاذ می کند ، که دارای عملکرد خودکار ، هشدار و محافظت است. هنگامی که یک ناهنجاری در طی فرآیند ماشینکاری رخ داد ، تجهیزات یک دستور توقف صادر می کنند و همچنین تولید سوختگی های سنگ زنی دایره ای نیز غیرممکن است. بررسی فرآیند قطر بیرونی سنگ زنی خشن ، در مجموع 5009 سوابق بازرسی از ترشی غلتکی مورد بررسی قرار گرفت و هیچ پدیده سوختگی سنگ زنی یافت نشد. پردازش چهره انتهای غلتکی یک چرخ دستی دو انتهای افقی را اتخاذ می کند تا هر دو صورت انتهایی را همزمان ، به فرآیندهای سنگ زنی درشت و سنگ زنی خوب تقسیم کند. پس از بررسی ، مشخص شد که اثری از فشار آستین فولادی در سطح قطر بیرونی غلتک ها توسط محور افقی M775B1 وجود دارد. پس از سنگ زنی ریز قطر بیرونی و بازرسی شستشوی اسید ، مشخص شد که در سطح قطر بیرونی غلطک ها علائم سوختگی وجود دارد.

2.4 آزمون تولید مثل

یک برنامه تست سنگ زنی شبیه سازی برای ویژگی های بی مرکز از طریق سنگ زنی تهیه شده است ، که شامل افزایش مصنوعی مقدار و سرعت سنگ زنی است ، نه به موقع پوشیدن چرخ سنگ زنی ، خاموش کردن یا کاهش سرعت جریان مایعات برش یا قطع برق ناگهانی در حین سنگ زنی. این شرایط آزمایش باعث می شود درجه حرارت در منطقه سنگ زنی به سرعت افزایش یابد. پس از آزمایش های متعدد ، فقط خراش ها و سوختگی های سیاه مارپیچ در سطح قطر بیرونی غلتک یافت شد. با این حال ، آزمایش های شبیه سازی بر روی چرخ های دوتایی صورت در شرایط سنگ زنی سخت (با استفاده از افزایش سنگ زنی صورت انتهایی ، آستین های فرسوده ، کاهش جریان مایع برش ، انفعال چرخ و غیره) انجام شد و نتایج نشان داد که علائم سوختگی یک عرض خاص در سطح قطر بیرونی غلتک (شکل 6) ، نشان می دهد که باعث می شود چهره دو برابر بر روی دوقلوهای دو برابر بر روی افق قرار بگیرد. سطح قطر بیرونی غلتک.

شکل 6 علائم سوختگی ایجاد شده توسط سنگ زنی چهره های دوتایی

از طریق تجزیه و تحلیل عمیق از اصل سنگ زنی و ویژگی های فرآیند سنگ زنی صورت دوتایی ، مشخص می شود که هنگام غلتک های سنگ زنی ، غلطک ها وارد 25 آستین استوانه ای روی دیسک سنگ زنی دایره ای چرخ می شوند. دیسک سنگ زنی می چرخد ​​و غلطک ها را به قسمت سنگ زنی چرخ سنگ زنی می فرستد. دیسک سنگ زنی و چرخ سنگ زنی نسبت به یکدیگر می چرخند و چرخ های سنگ زنی چپ و راست همزمان دو چهره انتهایی را خرد می کنند. در حین سنگ زنی ، سطح قطر بیرونی غلتک و دیواره داخلی آستین فولادی یک اصطکاک بزرگ ایجاد می کند و درجه حرارت بالا آن را تشکیل می دهد. به دلیل فاصله کوچک بین آستین و غلتک ، مایع برش به موقع خنک می شود. هنگامی که وضعیت سنگ زنی بدتر شود (مانند کمک هزینه ماشینکاری بیش از حد در قسمت انتهایی) ، دما به سرعت از دمای بحرانی انتقال فاز فولاد بالا می رود. هنگامی که غلتک با دیسک سنگ زنی به ریفلاکس مایع برش در قسمت پایین می چرخد ​​، به سرعت خنک می شود و در نتیجه سوختگی ثانویه سوختگی می کند اگر میزان کمک هزینه قطر بیرونی خیلی کوچک باشد ، بافت سوختگی برداشته نمی شود و روی سطح غلتک باقی می ماند.

3. اقدامات پیشگیرانه

هنگام استفاده از یک چرخ انتهای انتهای محور افقی برای خرد کردن صورت انتهای غلتک ، سطح قطر بیرونی غلتک مستعد سوختگی است. روش جلوگیری از سوختگی ، کاهش تولید گرمای اصطکاک بین دیواره داخلی آستین و سطح قطر بیرونی غلتک است. اقدامات پیشگیرانه توصیه شده عبارتند از: (1) تنظیم جریان فرآیند و افزایش کمک هزینه سنگ زنی قطر بیرونی غلتک پس از سنگ زنی صورت دوتایی. فرآیند قطر بیرونی سنگ زنی خشن را اضافه کرده و فرآیند دوقلوهای دوتایی سنگ زنی خشن و فرآیند ریز ریز ریز ریز را تنظیم کنید تا بعد از فرآیند قطر بیرونی سنگ زنی خشن. قبل از سنگ زنی خشن فرآیند قطر بیرونی ، پس از سنگ زنی چهره های دوتایی از قسمت اصلی 0. {0 8 mm to 0}}}} {{{{5 {{11 2 {mm 2} {11 2 {{5 {11 2} {11 2} {11 2} {11 2} {11 2 {5 {5 {5 {5 {5 {5 {5 {5 {5 {5 {5 {5 {5 {5 {5 {5 {5 {5 {5 {5 {5 {5 {5 {5 {5 {5 {5 {5 {5 {5 {5 {5 {5 {5 {5 {5 {5 {5 {5 {5 {5 {5 {5 {5 {5 {5 {5 {4 سطح قطر غلتک ؛ (2) کمک هزینه سنگ زنی چهره های دوتایی غلتک را کاهش دهید. ترخیص کالا از گمرک صورت دوتایی از 0 تنظیم شده است. {9}}. 60 میلی متر تا 0. {12}} 40 میلی متر ، و یک بعد طول ماشینکاری معقول تدوین شده است. میزان تغییر بعدی پس از عملیات حرارتی به شدت کنترل می شود تا اطمینان حاصل شود که ابعاد طول غلتک که وارد فرآیند سنگ زنی صورت دوتایی می شود در محدوده تحمل استاندارد کنترل می شود و باعث کاهش نیروی برش و اصطکاک در دیواره داخلی آستین می شود. (3) ساختار آستین را بهبود بخشید. یک درگاه برشی مایع برش را روی سطح بیرونی آستین درست کنید ، که می تواند مایعات برش را در حین پردازش به صورت یکنواخت به دیواره داخلی آستین منتقل کند ، گرمای اصطکاک را کاهش داده و از سوختگی سطح جلوگیری کند. (4) مدیریت وسایل مهم مانند آستین را تقویت کرده و مقررات جایگزین کردن آستین ها را به شدت پیاده سازی کنید. هنگامی که تعداد غلطک های پردازش شده در فرآیند سنگ زنی صورت دوتایی به 200000 تا 250000 برسد یا رونق چهره انتهای غلتکی از تحمل فراتر رود ، باید تمام آستین ها جایگزین شوند. اگر هنوز هم در سطح قطر بیرونی غلتک بعد از سنگ زنی دوتایی و بازرسی شستشوی اسید (تا زمانی که فرآیند قطر بیرونی خشن) تمام آستین ها را جایگزین کنید ، در سطح قطر بیرونی غلتک وجود دارد ، باید تمام آستین ها جایگزین شوند. (5) اسناد فرآیند را بهبود بخشید و استانداردهای بازرسی شستشوی اسید را استاندارد کنید. زمان ، فرکانس و مقدار بازرسی های شستشوی اسید را مشخص کنید ، الزامات مربوط به رسیدگی به موارد سوختگی کشف شده در هنگام شستشوی اسید را روشن کنید و سریع و به طور دقیق مسائل مربوط به سوختگی را مشخص کنید.

2025 مه3هفته توصیه محصول WBM:

برش:

WBM با راندمان بالا و اتوماسیون می میرد غلتک های ضخیم تولید می کنند. غلطک ها بر روی یک مطبوعات سرصفحه اتوماتیک تشکیل می شوند و به مدت پنج مرحله تغذیه ، برش داده می شوند و به قالب می کشند.

ما می توانیم انواع مختلف و اندازه های غلتکی را با تضمین کیفیت تولید کنیم ، شامل: پانچ ترکیبی ، آستین بیرونی ، تیغه ، پانچ ترکیبی ، سیلندر خوراک ، می میرند ، ترکیبی ، آستین دو لایه ، درج.